Analyseforudsætninger
Dekomponering og planlægningsbalancer
Rikke Bille Gaardestrup, Netplanlægning Loui Algren, Forskning og Udvikling
Program
• Indledning
• Lidt om netplanlægning og netanalyser
• Dekomponering og planlægningsbalancer
• Fra energi til effekt
• Fra systemniveau til stationsniveau
• Opstilling af planlægningsbalancer
• Udviklingspotentialer
Indledning
Fra analyseforudsætninger til netudviklingsplaner og konkrete eltransmissionsprojekter
Analyseforudsæt- ninger
Netstruktur
Dekomponering
Planlægningsbalancer
Netplanlægning
Netudviklingsplaner og Business Cases
Lidt om netplanlægning og netanalyser
Energinet.dk’s plankoncept
RUS-plan Perspektivplan
Tidshorisont • 0-10 år • 20 år
Forudsætnings-
grundlag • Basisforløb fra analyseforudsætninger
• Variationsstudier (udfaldsrum fra analyseforudsætninger)
• Basisforløb fra analyseforudsætninger
• Fire scenarier (baseret på ENTSO-E / TYNDP, kvantificeret i dansk sammenhæng)
Resultater • Koordineret plan for reinvesteringer og udbygninger
• Mulige reinvesteringer og netudbygninger til at understøtte behov på tiårs sigte
• Mulige netudbygning for fem perspektivnet
Anvendes til at • Illustrere behov for projekter og et sammenhængende overblik over projektporteføljen
• Koordinere planlægning med netselskaber
• Give input til Energinet.dks budgettering
• Sikre rettidig igangsætning af relevante projekter
• Illustrere mulige retninger for eltransmissionsnettet på længere sigt, herunder den langsigtet netstruktur
• Sikre mulighed for valg af robuste løsninger eller
synliggørelse af risiko ved valg af mindre robuste løsninger
RUS-plan 2016
Projekter i planlægnings- og anlægsfasen
• Reinvesteringer
• Udbygninger
Mulige projekter
• Reinvesteringsbehov i stationer
• Reinvesteringsbehov i transformere
• Reinvesteringsbehov i ledningsanlæg
• Behov for netudbygninger
Netanalyser og forudsætninger
Transmissionsnettet skal være tilstrækkeligt
•Funktion
•Forsyningssikkerhed
•Indpasning af VE
•Markedsfunktion
•Krav
•Funktionen skal opretholdes under udfald af en vilkårlig komponent i transmissionsnettet
•Belastningsgrænser på de enkelte komponenter må ikke overskrides
•Funktionen skal opretholdes til ethvert tidspunkt
Netanalyser
•Resultater
•En langsigtet referencestruktur for transmissionsnettet
•Konkrete løsninger der er i overensstemmelse med den langsigtede netstruktur
•Hvordan
•Anvender analyseforudsætninger
•Anvender
netdimensioneringskriterier
•Kortlægger flows og belastninger i transmissionsnettet
•Afprøver forskellige løsninger
Nødvendige forudsætninger
•Effektpåvirkningen fremfor energipåvirkningen
•De lokale placeringer af forbrug, produktion og udvekslingspunkter
•Lokale fremskrivninger af forbrug, produktion og udveksling.
•Repræsentative
sammensætninger af forbrugs-, produktions- og
udvekslingsforhold (planlægningsbalancer)
Fra analyseforudsætninger til netplanlægning
• Fra energiforbrug til effektforbrug
• Fra systemniveau til stationsniveau
• Fra markedsanalyser til planlægningsbalancer
Nødvendige forudsætninger
•Effektpåvirkningen fremfor energipåvirkningen
•De lokale placeringer af forbrug, produktion og udvekslingspunkter
•Lokale fremskrivninger af forbrug, produktion og udveksling.
•Repræsentative
sammensætninger af forbrugs-, produktions- og
udvekslingsforhold (planlægningsbalancer)
Arbejdskadence med forudsætninger og planer
2017 2018 2019
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Analyseforudsætninger AF17 AF18 AF19
Dekomponering og planlægningsbalancer
Baseret på metodeudvikling
2015/2016
Baseret på metodeudvikling
2017/2018
Baseret på metodeudvikling
2017/2018 Metodeudvikling
RUS-plan for eltrans-
missionsnettet Baseret på AF17 Baseret på AF18 Baseret på AF19
Perspektivplan for
eltransmissionsnettet Baseret på AF16 Baseret på AF18
Fra energiforbrug til effektforbrug
Forbruget
Er opdelt på:
• Energiforbrug til store elpatroner og varmepumper
• Store datacentre
• Femern og elektrificering
• Elbiler
• Individuelle varmepumper
• Klassisk elforbrug
Fra energi til effekt
Uændrede modeller i forhold til Analyseforudsætninger 2016
Grundlæggende effektforbrug
• Ved omregning til den maksimale effektpåvirkning fra det grundlæggende forbrug indgår:
• Alt klassisk energiforbrug og alt energiforbrug til individuelle varmepumper
• 25% af energiforbruget til elbiler
• Benyttelsestider til omregning fastlægges ud fra historiske målinger af årligt energiforbrug og årets maksimale energiforbrug i MWh/h
• Den laveste benyttelsestid for de seneste 10 år anvendes til beregning af den maksimale effektpåvirkning.
• Der tillægges 2 % for at tage hensyn til de effektspidser der kan opstå indenfor den enkelte time.
• Det minimale effektforbrug beregnes efter samme princip og udgør ca. 35% af det maksimale effektforbrug
Maksimal effektpåvirkning
Omfatter
• Det beregnede effektforbrug fra det grundlæggende forbrug
• Specificeret effektræk fra store datacentre og Bane Danmark
Store varmepumper og elpatroner antages pt ikke at påvirke effektspidsen
Fra systemniveau til stationsniveau
Metoderne omfatter:
• Fastlæggelse af aktuel værdi pr station
• Fremskrivning pr station
• Konsistens med systemværdierne fra analyseforudsætningerne
Type Forbrug Produktion Udlandsforbindelser
Distribueret
Skal fordeles og fremskrives på de enkelte 150/132 kV stationer efter fastlagte metoder
Grundlæggende forbrug. Solceller, landvind
Specificeret
Tilsluttes specificerede stationer i transmissionsnettet
Forbrug til elektrificering, store datacentre, store varmepumper og elpatroner
Centrale kraftvarmeanlæg, decen- trale kraftvarmeanlæg, kystnære vindmøller, havvindmøller
Alle
Fastlæggelse af aktuel stationsområdeforbrug
Vestdanmark
• Statistiske analyser af afregningsmålinger
• Stationens MW værdi ved system max og system min
Østdanmark
• De eksisterende værdier og input fra netselskaberne
For begge områder gælder
• Værdierne skaleres, så der er overensstemmelse med systemværdien fra analyseforudsætningerne
• Værdierne trykprøves hos de enkelte netselskaber og justeres på baggrund af deres input.
Fremskrivning af
stationsområdeforbrug
Fremskrivningen af stationsområde forbruget i Vestdanmark fastlægges ved:
• Kortlægning af fordelingen af forbrugstyper på de enkelte stationer (hushold, industri, landbrug, servicefag)
• Fastlæggelse differentierede vækstfaktorer for det klassiske forbrug baseret på den enkelte stations forbrugssammensætning
• Jævn fordeling af forbrug til individuelle varmepumper og elbiler på alle stationer
• Skalering, jævnt fordelt over alle stationer for at sikre overensstemmelse med systemforbruget.
Fremskrivning af stationsområdeforbrug
Fremskrivningen af stationsområdeforbruget i Østdanmark fastlægges ved:
• I Københavnsområdet tillægges en konkret og
specificeret forbrugsstigning som følge af byudvidelse
• Forbrugsfremskrivningen i øvrigt fordeles ud på de enkelte stationer efter den generelle
systemfremskrivning og skaleres i henhold til systemforbruget.
Østdanmark
• Vækstfaktorerne i Københavnsområdet ligger mellem 0,18 % og 1,62%
• Vækstfaktoren i det øvrige Sjælland er gennemsnitlig 0,18% p.a.
Fremskrivning af stationsområdeforbrug
Vestdanmark
• Anvendelse af differentierede vækstfaktorer giver lokale variationer.
• Vækstfaktorerne ligger gennemsnitlig mellem 0,17 % p.a. og 0,54 % p.a.
Systemets gennemsnitlige vækstfaktor på 0,35 % p.a.
Solceller
• Kapaciteten fordeles med 70% i Vestdanmark og 30% i Østdanmark. Dette er baseret på den nuværende fordeling.
• Mark anlæg, som udgør ca.. 30% af den samlede mængde fordeles med samme MW størrelse på alle stationer med undtagelse af stationer i de større byer.
• Kommercielle og hustandsanlæg som udgør ca.. 70 % af den samlede mængde fordeles relativt Der skelnes alene mellem markanlæg og de øvrige anlæg som en samlet
pulje i dekomponeringen til stationsniveau
Landmøller
•Information fra kommunernes lokalplaner
•Konkrete placeringer
•Sandsynligheder
•Skalering i forhold til
analyseforudsætningernes systemværdi
Fremskrivning 2017-2022
•Model for vurdering af samfundsøkonomisk potentiale
•Vindpotentialer
•Plads mm
•Skalering i forhold til
Analyseforudsætningernes fremskrivninger
Fremskrivning
2023-2040
Fremskrivning af vindkraft
på land
Landvindsmodellen
Metode og kobling til analyseforudsætninger og netplanlægning
Loui Algren
Forskning & Udvikling
Planlægning tidligere
Vindmølleparkerne tilsluttes i dag ad hoc
I den langsigtede
planlægning opskaleres den nuværende fordeling på stationsniveau.
Men der er behov for mere
detaljeret fremskrivning
Arbejdsgang
Landvinds model
Analyse
forudsætninger
Netplan lægning
Potentiale- opgørelse
Fremskrivning
Geografisk
fremskrivning
Geografisk analyse af fordeling af landvind
Tilgangen er at regne LCOE på alle mulige placeringer af landmølleparker ekskl. fredede naturområder, byer, lufthavne osv.
Omkostninger til opkøb af ejendomme samt erstatninger til naboer er inkluderede.
Eksisterende møller ignoreres
da mange af dem forventes
at være udskiftet i 2030
1: Potentialeopgørelse
• Formål: At vurdere DKs potentiale
• 12 GW potentiale i 2030 som er billigere
end havvind (40 øre/kWh)
2: Fremskrivning
• Formål: At vurdere den mest
sandsynlige udbygning til anvendelse i netplanlægning.
• I samarbejde med Energistyrelsen
• Mere geografisk detaljeret
• Afventer nye rammevilkår
Foreløbige resultater
Resultatet er en markant anderledes fordeling med langt størstedelen af
vindmøllerne på vestkysten.
Disclaimer!
Dette er foreløbige resultater som der analyseres videre på. Analysen er desuden forbundet med store usikkerheder.
2016 2040
Opstilling af planlægningsbalancer
Planlægningsbalancer
Balancernes anvendelse
•Udgangspunkt for undersøgelser af nettets tiltrækkelighed ift.
forsyning, indpasning af VE og markedsfunktionen
•Begrænsninger i transmissions- nettet kortlægges
•Løsningsalternativers tekniske tilstrækkelighed fastlægges
Balancernes indhold
•Repræsentative driftssituatoner, med realistiske sammensæt- ningner af forbrug, produktion og udveksling
•En rækkes standardbalancer fastlægges og er udgangs- punktet i planlægningen. De fastlægges:
• Med udgangspunkt i hensynet til hhv. forsyning, indpasning af VE og markedsfunktion
• Så både lokale og systemmæssige situationer er dækkede
Metode for opstilling af balancerne
•Markedsanalyser resulterer i 8760 markedsbalancer pr år.
Disse anvendes ikke direkte idet de:
• Repræsenterer gennemsnits- balancer over året og over den enkelte time
•Ikke viser effektspidser og lokale forhold
•Markedsbalancerne anvendes til at fastlægge sandsynlige sam- mensætninger af forbrug, produktion og udveksling som bruges i opstilling af
dimensionerende planlægningsbalancer
Opstilling af planlægningsbalancer
Systembalancer, opstillet med udgangspunkt i:
• Forsyningssikkerhed, beskrevet ved situationer med et højt forbrug
• Udnyttelse og indpasning af VE, beskrevet ved situationer med stor produktion fra VE
• Udnyttelse af udlandsforbindelser, beskrevet ved situationer med maksimal transit gennem
systemerne.
• Sikring af Mvar balancen, beskrevet ved en situation med lavt forbrug og stor decentral
Områdebalancer, opstillet med udgangspunkt i:
• En generel stor indfødning i 400 kV nettet og dermed store transporter fra transmissions- mod
distributionsnettet
• En generel stor indfødning i distributionsnettet og dermed store transporter fra distribution- mod transmissionsnettet.
• Områdespecifikke balancer med lokal produktionsunderskud
Områdespecifikke balancer med lokalt
Der fastlægges et antal standard planlægningsbalancer der er opdelte i system- og
områdebalancer:
Planlægningsbalancer
•
Planlægningsbalancer, anvendes til fastlæggelse af begrænsninger i nettet og vurdering af løsningsalternativers tilstrækkelighed.
•
Planlægningsbalancerne er udgangspunkt for undersøgelser af nettets tiltrækkelighed ift.. forsyning, indpasning af VE og markedsfunktionen.
•
Der fastlægges et antal standard planlægningsbalancer der er opdelte i system- og områdebalancer.
•
